На изображении четыре вопроса. Решение:
Краткий ответ
Скорость химической реакции — изменение концентрации вещества за единицу времени: \[ v=\frac{\Delta c}{\Delta t}. \] Быстро протекает горение, медленно — ржавление железа.
На скорость влияют:
- природа реагирующих веществ;
- концентрация веществ;
- температура;
- площадь поверхности твёрдого вещества;
- катализаторы и ингибиторы;
- для газов — давление.
Реакция цинка с разбавленной серной кислотой: \[ \mathrm{Zn+H_2SO_4(разб.)\rightarrow ZnSO_4+H_2\uparrow}. \] Увеличить скорость можно повышением температуры и концентрации кислоты, измельчением цинка, перемешиванием и очисткой его поверхности.
При низкой температуре химические реакции и процессы жизнедеятельности микроорганизмов замедляются, поэтому продукты дольше не портятся.
Объяснение
1. Скорость реакции
Скорость показывает, насколько быстро изменяется количество вещества:
\[ v=\frac{\Delta c}{\Delta t}, \]
где \(c\) — молярная концентрация, \(\Delta t\) — промежуток времени. Единица измерения:
\[ \mathrm{моль/(л\cdot с)}. \]
Примеры:
- высокая скорость: горение магния, взрыв, реакция нейтрализации;
- низкая скорость: ржавление железа, разрушение известняка.
2. Факторы, влияющие на скорость
- Природа веществ. Одни вещества реагируют легко, другие — медленно. Например, магний реагирует с кислотой активнее, чем медь.
- Концентрация. Чем больше частиц реагирующих веществ в одном объёме, тем чаще они сталкиваются и тем быстрее реакция.
- Температура. При нагревании частицы движутся быстрее, поэтому число эффективных столкновений увеличивается.
- Площадь поверхности. Порошок цинка реагирует быстрее, чем крупный кусок такой же массы.
- Катализатор. Ускоряет реакцию и сам практически не расходуется. Вещество, замедляющее реакцию, называют ингибитором.
- Давление газа. При увеличении давления частицы газа сближаются, поэтому реакция обычно ускоряется.
3. Как ускорить реакцию цинка с кислотой
\[ \mathrm{Zn+H_2SO_4(разб.)\rightarrow ZnSO_4+H_2\uparrow}. \]
Способы:
- нагреть раствор;
- увеличить концентрацию серной кислоты;
- использовать порошок или мелкие гранулы цинка;
- перемешивать вещества;
- очистить поверхность цинка от плёнки.
Простое увеличение массы цельного куска цинка не обязательно ускорит реакцию: важнее площадь соприкосновения.
4. Почему продукты хранят при низкой температуре
При охлаждении частицы движутся медленнее, поэтому химические реакции идут медленнее. Кроме того, замедляется размножение микроорганизмов и действие ферментов. Поэтому продукты портятся не так быстро. Низкая температура обычно замедляет, а не полностью прекращает реакции.
Примеры:
- измельчённые дрова горят быстрее крупных поленьев — увеличивается площадь поверхности;
- пища быстрее готовится при нагревании;
- в тёплом месте быстрее идёт брожение теста;
- окрашивание железа замедляет его ржавление;
- сушка, засолка и добавление сахара замедляют порчу продуктов.
Проверка уравнения
В уравнении по обе стороны одинаковое число атомов:
- Zn — 1;
- H — 2;
- S — 1;
- O — 4.
Уравнение составлено верно.
